CN101905059A - 利用无冲击机头的表皮组织的射频治疗 - Google Patents

Abstract

射频能量可通过非烧灼式电极和机头应用于皮肤治疗，其中该机头包含阻止供能后的电极表面与皮肤表面接触或离开时对病人造成电击的装置。在优选实施例中，开关装置被包括在机头中，通过配置使得只有当活动电极表面与病人的皮肤相接触时才对活动电极表面供能，只有当活动电极表面仍然与病人的皮肤相接触时才对活动电极表面持续供能。在皮肤治疗期间，在电极与皮肤接触或分离之前，其间的空气间隙的绝缘性丧失会导致的对病人的电击，而本发明的电极上面则不存在电压。在另一个优选实施例中，当电极与皮肤接触时，电极与皮肤之间的阻抗的改变可被用来激活为电极提供射频能量的开关。

Description

利用无冲击机头的表皮组织的射频治疗

技术领域

本发明涉及一种利用非烧灼式射频能量治疗表皮组织疾病的装置和方法。本发明也涉及在上述方法中使用的利用单电极或双电极的新型机头。

背景技术

有一在先申请的专利公开了一种对病人的表皮组织或皮肤进行局部治疗的电极的结构和使用方法，其非烧灼式的对眼周皱纹，面部肌肉松弛进行治疗，或进行通常的皱纹消除，或其他的皮肤紧致处理，从而改善皮肤的状态。

在本申请的非烧灼式表皮组织的射频治疗中，首先将表皮组织的温度升到41-65℃，从而影响下层皮肤的胶原蛋白使得表皮组织更加紧致，同时也要小心避免由于表皮组织过热而可能产生的灼伤和继而留下的伤疤。为了避免出现上述情况，在先申请中公开了一种具有特殊结构的电极，其可在皮肤表面上形成一个合理的统一的电场分布。首先在皮肤上放置一些热凝胶，该凝胶已知为热的导电材料，可用于冷却皮肤表面，再使用射频能量，通过一种高度导电材料进行自然冷却。当与皮肤接触时，保持不断的手动移动活动电极。更多的详细描述可在申请号为11/709,672的美国专利申请中找到，其申请日为2007年2月23日。

另一个稍晚的专利申请进一步公开了一种用于射频皮肤紧致的射频机头，其包括皮肤温度传感器和/或可移动电极和/或双电极装置，其可以被用于散发皮肤的热量以及传感皮肤的温度，从而避免过度加热皮肤组织。

在上述皮肤紧致处理过程中，通常医生或其他执行者通过脚踏开关对机头进行充电，同时也对支撑的电极的活动电极表面进行充电。当充电的电极表面与皮肤接触或分离时，病人可能会感受到一下电击。这是因为当活动电极表面接近但尚未和病人的皮肤实际接触时，射频发生器有可能施加到电极上的电压通常足够大以至于造成活动电极与皮肤之间的狭小空气间隙的绝缘性丧失。这样的电击可能造成病人极大的不适。

发明内容

本发明的一个目的在于利用机头中的非烧灼式电极通过射频能量对皮肤进行治疗，且可同时防止通电电极在接触或离开皮肤时对病人造成的电击。

本发明的另一个目的在于提供一种指示器，当通电电极与皮肤接触或分离时，可以将上述状态直接显示给病人。

根据本发明在第一组优选实施例中，在机头中还包括开关装置，通过配置上述开关装置，只有当活动电极表面与病人皮肤相接触时，其表面才会有电能；只有当活动电极表面与病人皮肤持续相接触时，其表面才会持续供有电能，从而使得电极上不存在电压。因此，当进行皮肤紧致处理时，不会出现电极与皮肤接触之前或之后的一瞬间，由于其间的空气间隙的绝缘性丧失而导致对病人造成的电击的现象。其中，在说明书和权利要求中的“开关装置”表示一种能够选择性的接通或断开电路连接的装置。

在所述的第一组优选实施例中，电极或电极柄在机头中可活动的，但是最初是物理活动，继而是电动活动。当插入射频发生器的输出接口的电缆的另一端被供能时，上述电极或电极柄与用于提供射频能量的电缆或电缆的扩展段相互分离。上述构造被设置为使得电极与皮肤相接触时，医生施加在机头上的作用力拖动电极轴向或径向移动。因此，电极或电极柄与电缆或电缆扩展段电路连接，从而使得活动电极表面被供电。类似的，当医生从病人身上撤走机头时，在将电极与皮肤分离之前，需要先将为电极供电的开关连接断开。

根据本发明的第二组优选实施例，附属在电极上的皮肤传感装置连接到机头或射频发生器的一个继电器上。这样一来，只有当传感装置表明电极已经与皮肤相接触，才会对电极供能。

在第二组实施例中，可以通过一个连接到电极的电容传感器实现传感功能，这是因为当皮肤接近电极，二者之间达到一个最小的距离时，电极与病人身体间的电容将会减小。或者，射频电路的阻抗或电极与皮肤接口处的输出阻抗也可用来判断。机头被连接到射频发生器或发生器输出端，只有当输出阻抗下降到一定程度，通常大约为100-200欧姆时，机头才被供能。在单级操作中，电极形成了一个输出级，一个连接到病人上的中性平板作为另一个级。两级之间就出现了阻抗，如电容。在双极操作中，机头中的两个电极形成了两个极。

在先申请中的中记载的各种方案也可以使用本发明中的机头，特别地可以使用上述特殊结构的电极，其可在皮肤表面上形成一个合理的统一的电场分布。首先在皮肤上放置一些热凝胶，再使用射频能量，通过一种高度导电材料进行自然冷却。当与皮肤接触时，保持不断的手动移动活动电极。同时还包括一皮肤温度传感器，当皮肤温度上升太高时，关闭供能，以及包括一在持续运动过程中保持皮肤与活动电极相接触的装置。

利用射频进行非烧灼式皮肤紧致是优选的，因为众所周知，射频技术可以产生电流，该电流可以用来产生传递到真皮和皮下组织的热能。其中的热传递效果取决于皮肤组织的传导性。当胶原纤维被加热时，将发生变性和收缩，从而导致皮肤组织的紧致。非烧灼式射频治疗方法具有并发症风险小，恢复时间短，较其他皮肤紧致方法损伤性小的优点。

本发明的各种新颖的特征在附加的权利要求中被指出，形成了本公开说明的一部分。为了更好的理解本发明及其操作优点，在使用中的达到的具体目的，详细描述要结合附图以及具体实例来进行。其中具体实例中阐述和描述了本发明优选的实施例，其中，相同或相似的部件用类似的附图标记来指定。

附图说明

在附图中，

图1为本发明的带有圆顶电极的无冲击机头，按图示与一种已知型号的射频发生器相连接的示意图；

图2为图1中机头的与射频分离位置的电极的沿着线2-2向的剖视图；

图3是类似图2的与射频连接位置的电极的剖视图；

图4是类似图2的根据本发明的一个改进实施例的剖视图，其为电极被置于轴向或横向时，在射频分离位置进行射频连接；

图5是类似图2的根据本发明的一个改进实施例的剖视图，相应地在射频分离位置提供射频连接和关闭第二电路在电极轴向的装载；

图6是机头在射频连接位置的一个类似图5的剖视图；

图7是描述电极装载如何能够将电极连接到射频并关闭第二电路连接的电路示意图；

图8是类似图7的电路示意图，阐述第二电路如何激活指示灯；

图9是基于图5的实施例的类似图7的电路示意图，阐述电路装载如何将射频连接到电极，同时关闭第二和第三电路的连接；

图10是一电路示意图，其能够响应电极上阻抗的变化来传感皮肤接触和激活射频发生器；

图11是图10的电路的适当的电能供应电路示意图；

图12是包括传感射频发生器输出阻抗装置的射频发生器的结构框图；

图13A是图12中的射频发生器中采用的功率感测电路的示意图；

图13B是图12中的射频发生器中采用的电流传感电路的示意图；

图14是本发明的一种具有双电极的无冲击机头的侧视图；

图15是图14的机头的沿着线15-15向剖视图，其显示了在射频分离位置的双电极；

图16和17分别是射频连接位置的双电极的类似图14和15的示意图；

图18是图14-17的双电极实施例的操作电路示意图；

图19是图14-17的双电极实施例第一改进后操作电路示意图；

图20是图14-17的双电极实施例第二改进后操作电路示意图。

具体实施方式

在本发明中，图1是根据本发明的射频应用装置10的示意图。该装置包括一个手柄或机头12，其带有一个操作按钮14和一个用于接收和保持导电电极18的导电柄端16的轴向运动的前端。如图所示，导电电极18的活动电极表面20为圆顶形。机头12是绝缘的。电极18通过螺丝19拧入导电柄16内，其可以作为一个整体在机头12内径中轴向移动。图1和图2中的轴向为整体结构的纵向水平轴。如图所示，电极在内部压缩弹簧24的作用下在第一位置向外偏移。包含一个小通孔的导电柄的最近端26包括一个小孔洞，被位于手柄末端的固定导电接头30之间形成一个接触空隙28间隔，并在其末端形成了一个连接器。该连接器内部通过一个电路板连接到操作按钮14(图中未示出)，并被连接到右端以连接射频电缆32。图1为机头10由电缆32连接到一个传统的射频发生器34的基座上的输出连接器33上。普通的射频发生器，例如纽约欧申赛德的Ellman国际有限公司生产的一种产品。电极18沿36的轴向运动产生接触空隙28。当医生手持的机头10的活动电极表面20被压向病人皮肤，电极18就从其第一位置移至第二位置。压缩弹簧24，使其有足够的压力消除接触空隙28。电极柄16导电连接到固定接口30。因此，射频发生器的输出连接器33的电压可作用到活动电极表面20上，以给皮肤组织提供射频能量。图2中的电极的第一位置被称为“射频分离位置”，而图3中的第二位置则被称为“射频连接位置”。需要注意的是，将电极20放置到皮肤上并不会给电极提供射频能量；在电极被供能前，电极必须移动一定的距离，即接触间隙28。类似的，从病人身上移走机头首先将断开内部电连接。这是在断开皮肤连接之前，由于弹簧伸张而停止了电极供电。导电柄的内部接触端可是为杯状，或者其他希望的形状。

图2和图3中的实施例利用电极的轴向装载来产生射频连接位置。图4为一改进后的方案，其中，在对电极进行供能和停止供能前，需要对医生使用的电极进行轴向或横向装载。在这一实施例中，本发明的机头40包括电极42以及一个由两个塑料O形环46支撑的直径较小的柄44，其中两个O形环便于在手柄内进行轴向或横向移动。如图4中所示，一个固定在柄上的螺母48阻止电极在弹簧50的作用力下向左偏移。空隙52允许电极进行一定的横向运动，电极同时也可以轴向向右移动，直至柄端54与固定接口30的杯状端56的表面相接触。固定接口的杯状端56内柄端54的扩展延伸使得电极42可以在轴向和横向运动，如图所示，从而实现由射频分离位置变化到射频连接位置。

上述结果可能是由于固定接口的杯状端56和其内部的柄端54为同轴的。一个类似的结果也可以通过安置两个被橡胶O形环或类似弹性材料隔离开的同轴导管实现，这样一来，没有东西加载在电极上时，两个导管不会相互接触。如图4所示，当有横向或轴向加载时，导管将会发生偏移和接触。在这种情况下，一个导管可以连接到射频发生器的活动电缆，另一个导管则连接到电极。

在图5和图6中显示的是本发明的另一个实施例。其中，图5显示的是射频分离位置，而图6显示的则是类似图2和图3所述的实施例的射频连接位置。在这种情况下，当电极60如图6所示的被轴向移动，不仅电极柄62的接触端64与固定接口66进行了射频连接，而且，位于柄端内部但与柄电绝缘的导电环68将置于机头末端上部与固定接口66电绝缘的两个导电圆柱70，72连接在一起。换句话说，电极从其射频分离位置运动到射频连接位置也断开了图中74处的第二电路，该电路可以用于各种目的，在图7-9中也有。这必须是一个双极单掷开关。

上述双极单掷开关提供有两个连接(柱)，通过进行一样的“推”的动作进行连接或断开。图7中的射频末端的第一极76是电极端60与射频能量源(中心连接)的直接连接。而第二极78允许电流在圆柱70和72之间流动，以激活一个射频发生器上的控制开关(图中未示出)，其被同时连接到正负极以控制射频供应。第二极开关(以及类似的方式)的功能类似手动机头按钮和脚踏按钮，开关的两头通过机头并连接到射频发生器上。在终端S1+和S1-提供的第二开关电路也可被用来激活图8中所示的光信号80，声音或触动(振动，敲击等)信号，以使得使用者知道电极60被激活。这是通过已有的射频发生器电路实现的，但是也可以被包含在机头内部，或者可以包括多个开关用于激活。例如如图9所示，可以再终端S1+和S1-提供第三个开关，以分开隔离信号，源激励和射频通过电路。

该弹簧加载电极端方案通过移动最初的与病人皮肤之间的“一点”接口空隙，并将上述空隙置于机头本身，使得使用者在射频能量供应之前与机头进行接触，从而在根本上阻止对病人产生的电极。在接触射频治疗的时候，首先断开机头内部的接触，而不是首先断开与病人皮肤的接触。

上述实施例依靠的是开始供能之前和停止供能之前电极迅速的物理运动，其通过直接地电路连接或断开供能电缆而实现。而间接的连接也可以被采用，如利用磁或光，通过传感电极的运动和位置，使用产生的信号来控制到射频能量源的电路连接。其他通常的运动或位置传感器被本领域技术人员所熟知，可以用来替代相似的模块。通过在下面的实施例中也会有通过这种方式使用信号。

在下面的实施例中，电极被固定在机头上，在射频能量供应之前，电极与病人皮肤的接触被电子传感到。在这些实施例中，可以使用常见的机头，如上述两个引用的在先申请中的机头。所测量的电特性参数可以是活动电极表面与病人皮肤之间的电容值。这可以通过在射频发生器内部测量，也可以通过如图10所示的外部电路进行测量。这个电路类似于用于电荷转移触摸传感器上的电路，其在商业上用于控制面板，照明控制等，从而取代了机械开关，除非此电路在传感器检测到皮肤接触时不予反应，在接触停止后开始反应。

图10中的电路连接到一个典型的常见具有一个圆顶电极86的机头84上。来自射频发生器的射频能量被提供到具有两个接口的继电器90的末端88上，其中，继电器90的上部接口在本发明中不起作用。一个来自圆顶电极86的表示电极与皮肤之间电容的信号(需要注意的是，中性电极可能在地面上)从92左边输入，经过串联的电阻和电容到达可在商业上使用的电荷转移触摸传感器IC94的96端。其中IC94可以如熟知的那样通过偏置和其他组件的选择进行配置，以确保98端为高位输出，使其能够驱动信号晶体管100，进而驱动功率传感器102，其再经过继电器线圈104控制继电器将接口106的下部接口由OFF位置转换到ON位置，从而将射频能量从射频发生器传送到电极86上。活动的治疗电极86可以通过一个已知的串联电容(图中未示出)成对的连接到射频源上，或者通过一些其他的机制从射频信号中产生一对射频源以用于治疗电极86，当在治疗电极上隔离直流射频信号成分时，可提高接触传感器电路的感知灵敏度，同时阻止射频能量反馈到电荷传输电路。只要电极与皮肤接触的过程中，传感电容的大小保持较小的数值，继电器90就被激活，电极也就被供以射频能量。当电极86开始从皮肤上移除，电容值就会迅速增大，该信号使得IC的输出端98降到低位，从而停止继电和对电极供能。对本领域技术人员而言，其他有相似供能电路的都可以被设计。

如果需要，图10中的电路可以通过如图11中的电池单独供电，包括电池110，开关装置112。上述电池可以连接到常用的稳压器114上，以为传感电路提供稳定的电压。任何电源都可以被用在传感电路上，但图11中的电路为优选实施例，因为其可以为内置的和便携的。

类似的，所测量的电参数可以是射频发生器的输出连接器的电阻抗，该阻抗为电极表面和与病人身体相接触的常用中性电极之间阻抗。当活动电极表面和病人的皮肤不接触时，在输出连接器上测量的阻抗是几千欧姆。当上述二者相接触时，测量到的阻抗降低到几百欧姆。上述阻抗的变化可以用来控制图10中所示的继电器，以控制对电极的射频能量供应。因此，当输出连接器的电容下降时活动电极表面将被激活。当电极从皮肤表面移除时，输出阻抗上升，继电器停止工作，因而停止对输出连接器供能，继而停止对电极供能。

图12，图13A和图13B是测量的电路的输出阻抗的方式。图12为射频发生器的一个基本框图，其包括一个常用的功率发生器110，其输出的射频信号输入放大器112，放大后的信号再输入滤波器114，滤波后的信号通过射频传送线115到达功率检测电路116，再接着通过电流感测电路118，再经过一个电缆连接到机头10。图13A为利用定向耦合器的功率感感测电路的一个可选的实施例，其中，射频传送线115与导线120电容耦合，导线120的长度为该信号波长的四分之一。导线120被连接到终端电阻122和二极管检测电路124，该二极管检测电路用于测量射频传送线115的前向传送功率。

图13B为电流感测电路118的一个可能实施例。其中，电路118中的线阻128中的电流被测量。线阻对应变压器126设置，其中初级绕组128比起次级绕组130具有较少的绕组，通过电阻132实现信号电压，接着该信号通过二极管134进行整流，通过电容136进行平滑处理，进而产生直流电压施加到终端138和140上。该直流电压与线阻128上的电流成比例。

如上述电路中，一旦功率和电流被确定，接着通过已知的软件或硬件就可以计算出阻抗，即用功率除以电流的平方，计算得到的阻抗可以被用来激活上述的继电器。

根据本发明，图1至图13B为单级的机头。相似的原理可以用来提供一个双极的机头。在单级机头中，射频功率的一极并未应用到电极上，除非其与皮肤组织相接触。在双极机头的发明中，射频功率的两极均未施加到机头中的电极上，除非其与皮肤组织相接触。

图14和图15为一个带有隔离腔149的双极机头，包含固定的内部150和外部152同轴电极，其中，弹簧支撑的，滑动的，管状绝缘体154包围在内部电极150外部，从而将两个电极分离，并将两个电极的前端向外扩展。弹簧156将管状绝缘体偏压至射频分离位置。来自右边的电缆(图中未示出)提供的射频功率连接到电子器件158和159上。管状绝缘体154带有导电弹簧滑动接头，其中一个接头160在162处连接到外电极152上，另一个接头164在166处连接到内电极150上。向外扩展的绝缘体154如同双极单掷开关的扶手。当医生将机头的活动端与病人的皮肤相接触，同时，皮肤也与内电极(图17)相接触，并将两个电极连接到它们相应的正负射频源158和159时，管状绝缘体154被按下而激活。在图17中，168处的接头160与导电体159相连，接头164在170处于与另一极158相连。在本实用新型中，使用小的连接到可滑动的管状绝缘体154上的接触弹簧160，164连接到有效开关的每个极158和159上，以根据需要接通或断开上述连接。图15中显示的是预先接触的非激活状态，而图17显示的则是后接触的激活状态。

图18为操作电路原理图的简图。当中心柱154被推进，两个独立的经常闭合的“瞬态”开关172，174接通。图19为一改进电路图，其效率如同两个并列的单级机头。其中，通过压下弹簧驱动的双电极180，182来激活开关176，178，进而激活为每个点击提供射频能量的继电器或继电器组。在后面一个实施例中，优选只有在两个开关176，178都闭合时才进行能量供应，以确保两个电极都与皮肤相接触。这已经通过一个简单的逻辑电路来实现，其被置于机头中，或置于能量源的开关电路中。

图20为双电极的第三个实施例，其在图18的基础上进行了改进，通过一个可移动的中心柱154来实现固定双电极150，152的开关。在这种情况下，中心柱优选根据射频能量供应的需要，控制一个继电器(图中未示出)的开关。

图19的实施例的效率如同两个射频开关的单电极并列在一起的效率，其可也用图20的方法通过“不固定”电极150，152来实现(图中未示出)，其中直接用开关控制射频供应而不需要通过激活继电器。

优选地，射频发生器产生的射频电流在0.2-10MHz(兆赫兹)之间，可以使用连续波电源。

本发明通过优选实施例来进行描述。因而，对本领域技术人员而言，在本发明上述原理的基础上进行的修改是明白的，因此，本发明并不局限于优选实施例，上述修改也包括在本发明的保护范围中。

Claims (14)

1.一种使用射频能量改善病人皮肤组织的外科手术用装置，该装置包括有：

一机头，具有一装置，用于在射频发生器激活时从射频发生器上接收射频能量，该机头支撑一电极，当射频发生器激活时，该电极具有的活动表面与病人的皮肤相接触以应用其接收到的射频能量；其特征在于，所述机头包括：

一第一开关装置，当且仅当电极的活动表面与病人的皮肤实际接触时，该第一开光装置将电极的活动表面与机头的射频接收装置才通过该第一开关装置进行电连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该电极在该机头上可移动，该第一开关装置包括一电极的扩展部分，当电极从与病人的皮肤分离的第一射频分离位置，到与病人的皮肤相接触的第二射频连接位置，该扩展部分可选择性的不连接或连接机头的射频接收装置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该机头有一纵向轴，该电极扩展部分包含一柄，该柄沿着平行于该纵向轴的方向延伸，与该电极相连。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该电极在弹簧作用下移动到射频分离位置。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，电极进行轴向或横向的运动，射频分离和射频连接位置分别位于电极轴向或横向运动的末端。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，电极进一步包括一导电组件，机头进一步包括三个电气部分，其中第一电气部分连接到射频接收装置，第二和第三电气部分是电绝缘的，当电极位于射频连接位置时，该导电组件被电连接到第二和第三电气部分。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该机头进一步包括一个或多个额外的开关装置，当第一开关装置被启动，多个额外的开关装置被激活。

8.一种使用射频能量改善病人皮肤组织的非烧灼式外科手术用装置，该装置包括：

一机头，具有一装置，该装置能够在射频发生器激活时从射频发生器上接收射频能量，该机头支撑一电极，当射频发生器激活时，该电极具有的活动表面与病人的皮肤相接触以应用其接收到的射频能量；其特征在于，进一步包括：

一连接到电极上的装置，当电极与病人的皮肤组织相接触时进行感测，并产生一个信号；

一响应上述产生信号的装置，用于将电极的活动表面和机头的射频接收装置进行电连接。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该感测装置包含感测电极与皮肤接触时的阻抗变化的感测装置。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该阻抗为电极与皮肤相接触时便减小的电容阻抗，或为电路接收或提供射频能量时的阻抗。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该响应产生信号的装置为一个包括一电荷转移触摸传感器和一继电器的的电路。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，该继电器包括通常打开的接口，其连接射频源和电极，当且仅当电极表面与病人的皮肤相接触时，该继电器接口闭合并保持闭合。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该电极为双极电极，有两个活动的表面以供将接收到的双极射频能量应用到皮肤上，该机头包括：

第一开关装置，当且仅当互动电极表面与病人的皮肤相接触时，该第一开光装置将双极电极的每个活动表面电连接到机头的双极射频接收装置上。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，该双极电极固定在该机头上，其进一步在机头临近电极的地方包括一滑动组件，用于激活第一开关装置，该滑动组件在电极之前与病人的皮肤相接触，并只有当电极接触到病人的皮肤才激活第一开关组件。

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